Effect of Soaking Seeds with NaHS on Seed Germination Characteristics of Naked Oat under Saline-Alkali Stress

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2021.06.004

Abstract

Abstract:

Hydrogen sulfide（H₂S） signaling plays an important role in seed germination and stress response. To explore the influence of soaking seeds with sodium hydrosulfide（NaHS， a donor of H₂S） on the seed germination of crops under saline-alkali stress， naked oat（Avena nude） seeds were selected as experimental material which were soaked with different concentration（0， 50， 100， 200 and 400 μmol·L^-1） of NaHS for 8 h， and then germinated in different concentrations of mixed saline-alkaline（the mole ratio of NaCl∶Na₂SO₄∶Na₂CO₃∶NaHCO₃ is 12∶8∶1∶9） solution（0， 15， 30， 45 and 60 mmol·L^-1） in petri dishes in incubator. Changes in germination percentage（Gp）， germination index（Gi）， vigor index（Vi）， mean germination time（MGT）， dry weight of seedlings（SDW） and comprehensive evaluation value of membership function（D） were analyzed. The effects of different concentrations of saline-alkali and NaHS and their interaction on Gp， Gi， Vi， MGT， SDW and D were significant（P<0.05） or extremely significant（P<0.01）. The Gp， Gi， Vi， MGT， SDW and D decreased significantly with the increase of saline-alkali concentration. Compared with 0 μmol·L^-1 NaHS（CK）， 50 and 100 μmol·L^-1 NaHS increased the Gp， Gi， Vi and D under 0 mmol·L^-1saline-alkali stress to different degrees. The 50 μmol·L^-1 NaHS significantly increased the Gp under 30 mmol·L^-1saline-alkali stress. The 50 and 100 μmol·L^-1 NaHS increased Gi under 15， 30 and 45 mmol·L^-1 saline-alkali stress to different degrees. The 50 μmol·L^-1 NaHS significantly increased Vi under 30 mmol·L^-1 saline-alkali stress. The 50 and 100 μmol·L^-1NaHS significantly increased D under 45 mmol·L^-1saline-alkali stress. However， the germination index values of other treatments were not significantly different or significantly reduced. These results suggest that soaking the seed with NaHS of appropriate concentration could relieve the inhibition of saline-alkali stress on seed germination of naked oats， optimal effects were reached at NaHS concentrations of 50 μmol·L^-1under saline-alkali stress at below 45 mmol·L^-1， 200 and 400 mmol·L^-1NaHS aggravated the inhibition of salinity-alkali stress on seed germination， and NaHS had no palliative effect on the inhibition of seed germination of naked oat under high concentration of salinity-alkali stress（60 mmol·L^-1）.

Key words: hydrogen sulfide, naked oat, saline-alkali stress, seed germination

CLC Number:

S543⁺.603.4

Jian-Xin LIU, Rui-Rui LIU, Xiu-Li LIU, Hai-Yan JIA, Ting BU, Na LI. Effect of Soaking Seeds with NaHS on Seed Germination Characteristics of Naked Oat under Saline-Alkali Stress[J]. Bulletin of Botanical Research, 2021, 41(6): 870-877.

Figures/Tables 9

Table 1

Table 2

Table 3

Table 4

Table 5

Table 6

Table 7

Table 8

Table 9

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盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	NaHS浓度 NaHS concentration（μmol·L^-1）
盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	0	50	100	200	400
0	65.0±4.4Bab	74.7±5.1Aab	75.0±6.6Aa	65.0±1.7Ba	64.3±2.5Ba
15	72.0±2.0ABa	78.0±1.7Aa	70.3±2.3ABab	68.0±5.3BCa	60.7±8.5Cab
30	56.0±8.5Bbc	66.7±3.1Abc	62.0±2.7ABc	53.3±3.5Bb	53.3±1.5Bbc
45	59.0±4.4Ab	58.3±2.3Ac	65.3±3.1Abc	45.7±5.5Bb	47.0±5.0Bc
60	49.0±4.4Ac	45.7±7.2Ad	32.7±4.5Bd	33.7±5.1Bc	26.7±3.2Bd

盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	NaHS浓度 NaHS concentration（μmol·L^-1）
盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	0	50	100	200	400
0	212.9±11.2Bb	264.2±22.1Aa	252.5±18.2Aa	220.7±5.8Ba	215.3±6.1Ba
15	251.5±4.3ABa	263.8±2.8Aa	254.2±7.9ABa	231.5±13.9BCa	207.6±6.6Cab
30	194.2±18.6BCbc	226.7±8.6Ab	217.0±9.8ABb	187.3±15.6Cb	180.6±8.7Cbc
45	195.1±8.0BCbc	214.7±15.2Bb	244.5±9.9Aab	164.9±20.5Db	169.8±30.8CDc
60	169.4±19.1Ac	164.0±27.8Ac	127.5±8.9BCc	134.6±19.9Bc	102.3±11.6Cd

盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	NaHS浓度 NaHS concentration（μmol·L^-1）
盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	0	50	100	200	400
0	1807.0±197.8Ba	2235.4±388.4Aa	2281.8±87.4Aa	1722.7±119.2BCa	1538.7±150.0Ca
15	1716.1±290.1Aa	1892.0±111.5Ab	1697.9±44.7Ab	1421.6±175.5Bb	768.0±97.8Cb
30	864.3±65.8Bb	1112.9±28.7Ac	814.2±240.3BCc	597.4±118.7CDc	430.5±67.4Dc
45	644.6±39.9Ab	565.7±68.0ABd	411.4±75.4ABd	322.4±48.8BCd	145.8±44.8Cd
60	165.4±13.8Ac	124.0±35.2Ae	87.7±16.7Ae	58.0±14.8Ae	16.1±5.6Ad

盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	NaHS浓度 NaHS concentration（μmol·L^-1）
盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	0	50	100	200	400
0	3.767±0.070Aa	3.704±0.030Aa	3.753±0.037Aa	3.768±0.022Aa	3.743±0.009Aa
15	3.711±0.021Aa	3.721±0.028Aa	3.703±0.012Aa	3.753±0.022Aa	3.734±0.101Aa
30	3.715±0.065Aa	3.745±0.008Aa	3.732±0.004Aa	3.713±0.041Aa	3.741±0.040Aa
45	3.765±0.043Aa	3.662±0.033Ba	3.620±0.049Bb	3.673±0.026Ba	3.686±0.068ABb
60	3.728±0.047Aa	3.685±0.012ABa	3.597±0.063Cb	3.579±0.064Cb	3.622±0.029BCb

盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	NaHS浓度 NaHS concentration （μmol·L^-1）
盐碱浓度 Salt-alkali concentration （mmol·L^-1）	0	50	100	200	400
0	7.95±0.59Aa	7.64±0.88Aa	6.89±0.21Ba	6.70±0.49Ba	6.19±0.45Ca
15	6.32±0.32Ab	6.45±0.16Ab	5.84±0.12Ab	3.99±0.26Bb	3.57±0.73Bb
30	6.42±0.36Ab	3.05±0.36BCc	3.41±0.26Bc	2.99±0.23BCc	2.52±0.29Cc
45	3.96±0.39Ac	2.32±0.43Bd	1.85±0.14BCd	1.45±0.18CDd	1.01±0.09Dd
60	2.88±0.19Ad	0.98±0.18Be	0.96±0.06Be	0.37±0.12Be	0.39±0.03Bd